Pulse flow of liquid in flexible tube
Loading...
Date
2019-06-28
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
EDP Sciences
Altmetrics
Abstract
The simulation of liquid flow in significantly deformed elastic material is one of the more challenging tasks. Tube wall motion prediction implemented directly into CFD software can noticeably reduce the computational and time demands of such problems. The FSI simulation of a liquid-flowed flexible plastic tube was analyzed on the FEA and CFD solvers coupling basis. The flexible tube is the basic symmetric test body that could be appropriately tested on the experimental stand. A comparison of experimental data and FSI problem using commercial code and one-dimensional tube models was made by evaluating the tube wall deformation magnitudes at defined flow ratios. The type of tube material, which can be understood as a nonlinear from the stress and deformation point of view, was considered. The paper shows several possibilities of tube modeling using the main constitutive relations of linear and nonlinear mechanics. The hyperelastic material models such as neo-Hookean and Mooney-Rivlin were tested. The results represent differences in impacts on the tube liquid flow and differences in the magnitudes of the wall tube deformations.
Simulace proudění kapaliny ve výrazně deformovaném elastickém materiálu je jedním z náročnějších úkolů. Predikce pohybu stěny trubice implementovaná přímo do softwaru CFD může výrazně snížit výpočetní a časovou náročnost takových problémů. FSI simulace plastové trubice vyplněné proudící kapalinou byla analyzována na základě vazby FEA a CFD řešičů. Pružná trubice je pak základní symetrické těleso, které je možné na experimentálním standu vhodně testovat. Srovnání experimentálních dat a FSI simulace pomocí komerčního kódu a jednorozměrných modelů trubice bylo provedeno vyhodnocením velikosti deformace stěny trubice při definovaných objemových průtocích. Byl uvážen takový typ materiálu trubky, který lze z hlediska napětí a deformace chápat jako nelineární. Příspěvek ukazuje několik možností modelování trubic pomocí hlavních konstitutivních vztahů lineární a nelineární mechaniky. Byly proto testovány modely hyperelastických materiálů, jako jsou neo-Hookean a Mooney-Rivlin. Výsledky představují rozdíly v dopadech na tok kapaliny trubicí a rozdíly ve velikostech deformací stěn trubice.
Simulace proudění kapaliny ve výrazně deformovaném elastickém materiálu je jedním z náročnějších úkolů. Predikce pohybu stěny trubice implementovaná přímo do softwaru CFD může výrazně snížit výpočetní a časovou náročnost takových problémů. FSI simulace plastové trubice vyplněné proudící kapalinou byla analyzována na základě vazby FEA a CFD řešičů. Pružná trubice je pak základní symetrické těleso, které je možné na experimentálním standu vhodně testovat. Srovnání experimentálních dat a FSI simulace pomocí komerčního kódu a jednorozměrných modelů trubice bylo provedeno vyhodnocením velikosti deformace stěny trubice při definovaných objemových průtocích. Byl uvážen takový typ materiálu trubky, který lze z hlediska napětí a deformace chápat jako nelineární. Příspěvek ukazuje několik možností modelování trubic pomocí hlavních konstitutivních vztahů lineární a nelineární mechaniky. Byly proto testovány modely hyperelastických materiálů, jako jsou neo-Hookean a Mooney-Rivlin. Výsledky představují rozdíly v dopadech na tok kapaliny trubicí a rozdíly ve velikostech deformací stěn trubice.
Description
Citation
EPJ Web of Conferences. 2019, vol. 213, issue 1, p. 1-12.
https://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/abs/2019/18/epjconf_efm18_02041/epjconf_efm18_02041.html
https://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/abs/2019/18/epjconf_efm18_02041/epjconf_efm18_02041.html
Document type
Peer-reviewed
Document version
Published version
Date of access to the full text
Language of document
en